Ученые научили робота взаимодействовать с живыми особями

Новые экспериментальные данные говорят о том, что робот, на проектировку которого ученых вдохновила полосатая перцина, взаимодействует с живыми особями

Результаты, изданные в июньском номере журнала Bioinspiration and Biomimetics, являются стартовой площадкой на пути к использованию автономных роботов в открытой окружающей среде, чтобы контролировать и изучать поведение рыбы, а впоследствии и управлять ими.

Ученые планируют создать водоплавающих роботов, которые смогут органично вписаться в среду, чтобы потенциально способствовать защите подвергаемых опасности животных и контролировать процесс активности вредителей.

Робот, созданный исследователями из Политехнического института Нью-Йоркского университета, США, и Instituto Superiore di Sanitá, Италия, внешне представляет собой 15-сантиметровую рыбу, раскрашенную водостойкой нетоксичной краской характерными синими полосами, как у настоящей перцины. Хвостом робота механически управляют исследователи, которые имитируют движения настоящей рыбы.

Робот и живая полосатая перцина. Фото с сайта iop.org

Когда робота поместили в 65-литровый резервуар с рыбой, он моментально привлек внимание как отдельных особей, так и целых косяков; исследователи полагают, что такая способность объясняется биовдохновленными особенностями, которые были сделаны специально, чтобы увеличить привлекательность робота для настоящих рыб.

Ряд экспериментов показал, что автоматизированная рыба может возглавить косяк живых рыб. Изображение: Политехнический институт Нью-Йоркского университета)

Например, роботу придали округлую форму, которая имитирует плодородную самку, способную обратить на себя внимание и самок, и самцов перцин, а также ученые подобрали специфический окрас – преувеличенно широкие полосы и насыщенный желтый пигмент, что подчеркнуло отличительные биологические особенности вида.

В аквариуме робот оставался в статичном положении, но исследователи управляли движениями хвоста, стараясь наиболее точно подражать движениям перцины. Этот опыт был записан, для детального исследования.

Резервуар для рыб, где проводились эксперименты, был разделен на три секции: одну большую среднюю и две меньших с обоих концов. Отсеки были отделены друг от друга прозрачным органическим стеклом. Всего исследователи провели 16 экспериментов, в ходе которых в среднее отделение резервуара была помещена одна особь, затем косяк и с обоих концов за органическим стеклом помещали два раздражителя.

Комбинациями раздражителей были: одна рыба/пустой отсек; десять рыб/пустой отсек; десять рыб/одна рыба; робот/пустой отсек и робот/одна рыба.

Камеру разместили над резервуаром, для максимального контроля движений и реакции перцин. Ученые выполняли статистические тесты, чтобы вычислить, действует ли робот на рыб как объект привлечения, не вызывает никакой реакции или вызывает отвращение; так же зависят ли эти отношения от того косяк это или единичная особь.

Аквариум для экспериментов с тремя отсеками. Изображение с сайта iop.org

Хотя живые перцины предпочитали роботу друг друга, когда выбор был между автоматизированной рыбой и пустым местом, и одиночная особь, и косяк рыб предпочитали робота. В то время как шум двигателя робота, по наблюдениям исследователей, уменьшал привлекательность робота, движение хвоста, в свою очередь, компенсировало этот недостаток.

Координатор исследования, доктор Маурицио Порфири, сказал: «Эти результаты представляют практические свидетельства того, что перманентные предпочтения живых особей могут использоваться для разработки роботов, которые смогут впоследствии активно взаимодействовать с живыми особями в интересах науки. В настоящее время в нашей лаборатории проводятся новые эксперименты, которые помогут нам понять параметры взаимодействия между живой рыбой и автоматизированной рыбой в экологически сложных условиях, максимально приближенных к естественным».